Одним из физиологически функциональных пищевых ингредиентов является жмых зародышей пшеницы, являющийся вторичным сырьевым ресурсом при производстве соответствующего масла методом холодного прессования [1].
Ценный химический состав жмыха зародышей пшеницы делает перспективным его введение в рецептуры пищевых композиций в качестве эффективных обогащающих добавок [2, 3].
В жмыхе зародышей пшеницы содержится около 7–8 % масла, содержащего полиненасыщенные жирные кислоты, которое подвержено порче, что снижает сохранность показателей качества жмыха зародышей пшеницы, как сырья и как компонента в составе продуктов. Биокаталитические реакции, протекающие в процессе хранения в жмыхе зародышей пшеницы под воздействием нативных ферментов – липазы, липоксигеназы, каталазы, делают практически невозможным введение этого ценного компонента, обладающего высоким биотехнологическим потенциалом, в рецептуры пищевых систем вследствие их быстрого прогоркания, а следовательно, существенного сокращения сроков годности содержащих их продуктов [4, 5].
Цель исследования – обосновать параметры процесса ингибирования окислительных процессов жировой фракции муки зародышей пшеницы, определяющих их хранимоспособность, разработать технологию стабилизации с целью дальнейшего применения в пищевых технологиях.
Материалы и методы исследования
В ходе экспериментальных исследований в роли стабилизирующих агентов показателей качества жмыха зародышей пшеницы исследованы L-carnitine (L-карнитин), chitosan (хитозан), viriditea (зеленый чай), feniculum (фенхель), turmeric (куркума), croci (шафран), thymum (тимьян), сarduus (расторопша), lipoicacid (липоевая кислота), витамины A и Е. Будучи высокоэффективными антиоксидантами, они замедляют процессы биокаталитических превращений липидов жмыха зародышей пшеницы. В процессе экспериментальных исследований установлена динамика изменения кислотного, перекисного чисел, общей обсемененности в процессе хранения при различных режимах с применением стабилизирующих агентов в различной концентрации.
Жмых зародышей пшеницы смешивали с определенным количеством стабилизирующего агента в лабораторном смесителе в течение 4 мин (количество стабилизирующего агента варьировали в диапазоне 2,0–7,0 %). В качестве контрольного образца служил жмых зародышей пшеницы без добавления стабилизирующего агента. С целью снижения начальной обсемененности микроорганизмами исследуемого продукта перед закладкой на хранение опытные партии подвергали воздействию ультрафиолетового излучения в течение 30 мин. В качестве источника излучения использовали ультрафиолетовую лампу низкого давления с длиной волны 254 нм. Часть жмыха зародышей пшеницы подвергали вакуумной упаковке в полимерные пакеты при градиенте вакуума 1,5–2,0 % в секунду до достижения значений 97,0–99,9 %, а другая часть хранилась в условиях непосредственного контакта с атмосферным воздухом при различных режимах: относительная влажность воздуха 75–80 %, температура 4–6 °С (I режим); относительная влажность воздуха 70–80 %, температура 18–22 °С (II режим); относительная влажность воздуха 90–95 %, температура 30–32 °С (III режим). Хранение осуществляли в течение 8 недель при регулярном отборе проб и определении основных технологических и биохимических показателей. Результаты экспериментальных исследований представлены на примере turmeric (куркумы) в условиях первого режима хранения.
Результаты исследования и их обсуждение
Динамика изменения кислотного, перекисного чисел и общей обсемененности в процессе хранения при различной концентрации turmeric в условиях режима I представлена на рис. 1, 2.
Следует отметить, что кислотное число интенсивно росло в контроле, и к концу второго месяца его значение увеличилось с 5,5 до 20,7 град. При введении в продукт стабилизирующего агента рост кислотного числа проходил менее интенсивно. В исследуемых образцах, где в качестве стабилизирующего агента применяли turmeric в количестве 2 %, за период хранения кислотное число увеличилось на 9,1 град, при 5 % – на 8,4 град, а при 7 % – на 8,0 град (рис. 1).
Рис. 1. Изменение кислотного числа в процессе хранения при различной концентрации turmeric в условиях режима I: 1 – контроль; 2 – 2 %; 3 – 5 %; 4 – 7 %
При хранении в условиях вакуумной упаковки рост кислотного числа (рис. 2) в контроле проходил менее интенсивно, по сравнению с хранением в условиях непосредственного контакта с атмосферным воздухом, и к концу второго месяца его значение увеличилось с 5,5 до 19,4 град. При введении в продукт стабилизирующего агента (turmeric) при концентрации 2 % кислотное число за период хранения увеличилось на 8,2 град, при 5 % – на 8,0 град, а при 7 % – на 7,4 град.
Рис. 2. Изменение кислотного числа в процессе хранения в вакуумной упаковке при различной концентрации turmeric в условиях режима I: 1 – контроль; 2 – 2 %; 3 – 5 %; 4 – 7 %
В течение двух месяцев хранения также значительно изменилось перекисное число контрольного образца продукта – с 2,82 до 27,06 мМ/кг. Следует отметить, что в жмыхе зародышей пшеницы, содержащем turmeric в диапазоне концентраций 2,0–7,0 %, перекисное число за весь период хранения возросло на 22,0; 20,69 и 19,97 мМ/кг соответственно (рис. 3), что ниже, чем в контрольном образце.
Рис. 3. Изменение перекисного числа в процессе хранения при различной концентрации turmeric в условиях режима I: 1 – контроль; 2 – 2 %; 3 – 5 %; 4 – 7 %
При хранении в условиях вакуумной упаковки рост перекисного числа проходил менее интенсивно по сравнению с хранением в условиях непосредственного контакта с атмосферным воздухом, и к концу второго месяца его значение в контроле увеличилось с 2,82 до 13,53 град (рис. 4). При введении в продукт стабилизирующего агента turmeric при концентрации 2,0 % перекисное число за период хранения возросло на 7,59 град, при 5,0 % – на 6,94 град, а при 7,0 % – на 6,58 град. Полученные данные свидетельствуют об активном протекании биокаталитических процессов и о положительном влиянии turmeric на устойчивость жмыха зародышей пшеницы в процессе хранения.
Введение стабилизирующего агента также способствовало снижению общей обсемененности жмыха зародышей пшеницы в процессе хранения. В контрольном образце за весь период хранения общая обсемененность увеличилась с 1,8·104 до 9,1·104 КОЕ/г. Введение turmeric в диапазоне концентраций 2,0–7,0 % в жмых зародышей пшеницы привело к снижению общей обсемененности в конце периода хранения (8 недель) до 7,0·104; 5,9·104 и 5,0·104 КОЕ/г соответственно, что свидетельствует об увеличении продолжительности срока хранения (рис. 5).
Рис. 4. Изменение перекисного числа в процессе хранения в вакуумной упаковке при различной концентрации turmeric в условиях режима I: 1 – контроль; 2 – 2 %; 3 – 5 %; 4 – 7 %
Рис. 5. Изменение перекисного числа в процессе хранения при различной концентрации turmeric в условиях режима I: 1 – контроль; 2 – 2 %; 3 – 5 %; 4 – 7 %
Применение вакуумной упаковки также способствовало снижению общей обсемененности жмыха зародышей пшеницы в процессе хранения. В контрольном образце в процессе хранения общая обсемененность продукта увеличилась с 1,8·104 до 8,2·104 КОЕ/г. Введение turmeric в диапазоне концентраций 2,0–7,0 %привело к снижению общей обсемененности в процессе хранения до 2,7·104; 2,4·104 и 2,2·104 КОЕ/г соответственно (рис. 6), что свидетельствует о положительном влиянии вакуумной упаковки на увеличение продолжительности срока хранения.
Рис. 6. Изменение перекисного числа в процессе хранения в вакуумной упаковке при различной концентрации turmeric в условиях режима I: 1 – контроль; 2 – 2 %; 3 – 5 %; 4 – 7 %
Выводы
На основании вышеизложенного можно заключить, что полученные экспериментальные данные, отражающие влияние предварительной вакуумной упаковки, а также действие стабилизирующих агентов на значения кислотного, перекисного чисел, общей бактериальной обсемененности, доказывают возможность увеличения срока хранения жмыха зародышей пшеницы. При сравнении исследуемых показателей, достигаемых в процессе хранения в жмыхе зародышей пшеницы, при различной концентрации куркумы, в условиях непосредственного контакта с кислородом воздуха и в вакуумной упаковке, установлены значительные различия в численных значениях. Значения исследуемых показателей в вакуум-упакованных образцах с добавлением стабилизирующих агентов значительно ниже, чем при хранении в условиях непосредственного контакта с кислородом воздуха без добавления стабилизирующих агентов, что свидетельствует об увеличении продолжительности срока хранения.
Рецензенты:
Шенцова Е.С., д.т.н., профессор кафедры хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», г. Воронеж;
Тертычная Т.Н., д.с.-х.н., профессор кафедры технологии переработки растениеводческой продукции, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», г. Воронеж.
Работа поступила в редакцию 18.11.2014.